高三化学复习教案--有机化合物的合成.pdf

有机化合物的合成 课标解读课标要求学习目标1.了解设计合成路线的一般程序.2.掌握有机合成的关键碳骨架构建和官能团的引入及转化3.了解有机合成的意义及应用.4.初步形成可持续发展的思想，增强绿色合成 的意识.1.碳骨架和官能团的引入及转化.2.有机合成路线的设计.知识再现1.有机合成路线的设计有机合成路线设计的一般程序2.碳骨架的构建碳链增长的途径a.卤代煌与Na CN、快钠、苯的取代RX+Na CN*RCN+H2O+H+CH3c 三 CH+Na 液氨,CH3CH2X+CH3C=CNa+ch3-ch-ch3_Clb.醛酮与HCN、格氏试剂加成OHRCHO+HCN R(*：HCN+H2O+H+J2Ho+RMgl k/周3 C.羟醛缩合CH3CHO+CH3CHO。旦二 CH3CHCH2CHO-6h减短碳链a.烯烧、快烧的氧化RR-CH=CH2-n o%,ZCH=CH-R KMnO4/H+-R1b.竣酸或其盐脱竣CH3COONa+Na OH-3.官能团的引入与转化引入碳碳双键，通过加成、消去、羟醛缩合等a CH3c H2c H20H 浓 Hzsc u wtr c b CH=CH+HC1 催联）c CH3CH2Br Na OWC2H5QH d HCHO+CH3CHO CH2-CH2CHO A x,引入卤原子，通过取代、加成反应等a CH4+CI2(O)+Br2b CH3CH=CH2+Cl2 催化剂 c CH3CH2OH+HBr H A d CH3c H2c H=CH2+Ck 500-600。$引入羟基，通过加成、取代反应等a CH2=CH2+H2O 催化剂 b CH3c H2c l+H2O Na OH c CH3CHO+H2_Ni_引入段基或醛基，通过醇或烯烧的氧化等a CH3CH2OH+O2 b CH3c HeH3+O2 产 Jhc CH3C=CHCH3引入竣基，通过氧化、取代反应等a CH3CHO+O2 催化剂)b CH3CHO+Cu(OH)2 C CH3 KMn(W d CH3COOCH2-+氏。、H、e CH3CH2Br+Na CN CH3CH2CN+H2O+H+-典题解悟:知识点一碳骨架的构建例1.以丙酮.甲醇为原料，以氢氟酸。硫酸为主要试剂合成a一甲基丙烯酸甲酯。解析：目标分子的结构简式为CH2=C-1OCH3,它是由a一甲基丙烯酸ch3(ch2=cCOOH)和甲醵(CH3OH)经酯化反应而得，因此，要得到目标分子，主要是考虑将原料分子丙酮(CH3-ft-CH3)转化为a一甲基丙烯酸，比较丙酮与 a一甲基丙烯酸的结构可以看出：丙酮比a一甲基丙烯酸少一个碳原子，且碳氧双键 转化为碳碳双键，能满足这个要求的反应是丙酮与氢氟酸加成反应，CH3 ch3产物CH3一，一CN经水解得到CH3cCOOH,然后在浓硫酸作用下，脱去一OH 0H分子水，从而得到目标产物。答案：用化学方程式表示如下：(1)CH3tCH3+HCN-N.gOH_ CH3CNch3ch3 ch3I I(2)CH3cCN+2H2O+H+水解 CH3，一COOH+NH4OH OHCH3(3)CH3(bCOOH 浓硫酸 CH2=CCOOH+H2O3h cJh3(4)CH2=CCOOH+CH3OH A CH2=CCOCH3+H2OcJh3 机例2.乙烯是有机化工生产中最重要的基础原料，请以乙烯和天然气为有机原料，任选无机 材料，合成1,3一丙二醇，(1,3一丙二醇的结构简式为HOCH2CH2CH20H)写出有关反应的化学方程式。解析：目标产物分子中有一个三碳原子链，而原料乙烯分子中只有2个碳原子，自己要增 加一个碳原子，方法很多：乙醛与HCN加成。氯乙烷与Na CN反应、乙醛与甲醛发 生羟醛缩合等。由于前二者涉及到后续反应中氟基转化的问题，比较麻烦，而目标产 物多元醵跟羟醛缩合产物比较接近，可以尝试羟醛缩合。答案：2CH2=CH2+O2 催化剂)2CH3CHO CH4+Cl2 光照)CH3C1+HC1 CH3C1+H2O Na OH CH3OH+HC1 2CH3OH+O2 催化剂，2 HCHO+2 H2O H2C=O+HCH2CHO-HOCH2CH2CHO HOCH2CH2CHO+H2 Ni,HOCH2CH2CH2OH知识点二：官能团的引入与转化例3乙酸苯甲酯对花香和果香的香韵具有提升作用，故常用于化妆品工业和食品工业。乙 酸苯甲酯可以用下面的设计方案合成。A Ch,光吟 B(C7H7C1)稀碱溶与 C CH3c o OH,稀 H2so吟 D(乙酸苯甲酯)/、CH2OOCCH4(1)写出A,C的结构简式；A：，C：o(2)D有很多同分异构体，含有酯基和一取代苯结构的同分异构体有五个。其中三个结构 简式是：Q)COOCH2CH3(3ch2COOCH32c H2OCHO请写出另外两个同分异构体结构简式：解析：本题可采用逆推的方法确定A、C的结构。由D(乙酸苯甲酯)可推得C为苯甲 醇,CXCH20H可由B分解得到，故B应为 UCH2c L不难确定A为甲苯。(2)由酯的结构特点和书写规则，适当移动酯基的位置可得到：答案：(1)A：CH2=CCOOH+HBr(2)CH2=CCOOH+HCN Br CH2=CCOOH+HBr CN(3)CH2=CCOOH+C2H5OHAn夯实基础：i.以苯为原料不能通过一步反应制得的有机物是（）A澳苯 B苯磺酸 CTNT D 环己烷 E苯酚2,将PvCOONa 转变成CCOONa 的正确方法是（）k OOCCH3 k A OHA与Na OH溶液共热后通足量CO2B溶解，加热通足量SO2C与稀硫酸共热后加入足量Na OHD与稀硫酸共热后加入足量Na HC O3O O3.链状高分子化合物 tX一OCH2CH2O市可由有机化工原料R和其他有机试剂通过加成、水解、氧化、缩聚反应得到则R是（）A 1 一丁烯 B 2丁烯 C 1,3丁二烯 D 乙烯p C2 ONC）2?NO24.由CH3c H=CH2合成Ah%H2时，需要经过下列那几步反应（）A 加成一取代一取代f取代 B 取代f加成一取代一取代C取代一取代一加成一取代 D取代一取代一取代一加成5.化合物丙由如下反应制得C4H10O（甲）浓硫酸3 c 4H8（乙）B-溶剂CC14）c 4H如2（丙）,丙的结构简式不可能是（）A CH3CH2CHBr CH2Br B CH3c H（CH2Br）2C CH3CHBr CHBr CH3 D（CH3）2CBr CH2Br6 某有机物甲经氧化后得乙（C2H3。2。），而甲经水解可得丙，Imo l丙和2mo i乙反应可得一种燃氯酯（C6H8。4。2），由此推断甲的结构简式为：（）A ch2cich2oh b hcooch2ci c ch2cicho d ch2ch2OH OHr B HC1 c7 有机物A可发生如下变化：A（C6H2C2）Na OH溶液 JD Cu E已知C、E都不发生银镜反应，则A可能的结构有（）Al种 B2种 C3种 D4种8 下列反应中，不可能在有机化合物分子里引入一COOH的是（）A醛催化氧化 B卤代烽水解 C精酸性条件下水解 D酮催化氧化9 在一定条件下，下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（）A +C2H5c l-2H5+HC1B +C2H50H-2H5+H2OC +CH2=CH2-QC2H5D SO3H+H2OI So 3H现以苯、水、浪、浓硫酸及碱为原料，合成（OOH,写出有关各步反应的方程式。11香豆素分了式为c 9H6。2,分了中除有个苯环外，还有个六元环，已知有机物A（C7H6。2）可以发生银镜反应，由A和乙酸酎CH3%ocCH3在一定条件下经下图一系列反应制得 C7H6O2(A)+CH3cOcCH3 一定条反应(1)X)H+%03+&CH3COOH+C9H10O4(B)-A C9H8O3(C)-40 C9H6。2(D)反应(2)消去反应(1)写出A,B,C,D的结构简式A B C D(2)1属于 反应，2属于 反应。12从环己烷可制备1,4一环己二醇的二醋酸酯，下面是有关的8步反应(其中所有无机产物均已Na OH醇A CL2 不见光B )|BrBr D/C _ D CH3COO UAOOCCH3 其中有3步属于取代醋酸，醋酸酎反应，2步属于消去反应，3步属于加成反应。反应、和 属于取代反应，其中、和属于加成反应，化合物结构简式为B C 所用试剂和条件_13 已知 ChC=C-Zn/HzO现有以下转换关系：。3C8H16(A3-仅一种产物 Zn/HzOH2 O3 q 0(B)C D-CH3CCH3+HCHNi/A Zn/HzO(1)写出A的结构简式(2)完成下列变化的化学方程式：B-C C D _D形成高分子化合物：_ 14某酯A的化学式为C6H8。4。2，与有机物A,B,C,D的变化关系如下图:一C2H3O2C1(B)p(OH)2 E/u,O2C6H8O4C12(A)水解 bI_ C s_Imo l A经水解生成2mo iB和Imo l C根据上述变化关系填空：写出物质的结构简式：A B C DB的水解产物经醇化可得F(C2H4O3)，两个F分子发生酯化反应可有两种不同的有机产物，写出这两种产物的结构简式F可以聚合成高分子化合物，写出该反应的化学方程式.15已知 产I-一一节卡C3H7Br Na OH溶液与a Cu/O r与HCN加成用0/岑 r/匕浓硫酸 D，416。2 c H3c H20H E 引发.F 浓硫酸写出B,C,D的结构简式：B C D写出下列转化的方程式：CT D：_B C：_EF：_16(1)现有一化合物A,是由B,C,两种物质通过羟醛缩合反应生成的，是根据A的结构写出B,C的结构简式CH3A 1ch3-c-ch2-cho b cOH(2)已知CH3c H2Br+Mg速 CH3c H2MgBr,可得格氏试剂，它可与跋基发生加成反应，其中“-MgBr”部分加到默基氧上，可得产物经水解可得醇，今欲通过上述反应合成CH3CHOH CH2CH3时，选用的试剂 和 或 和。17 本节利用所学的羟醛缩合反应以乙烯为初始反应物和必要的无机试剂制备正丁醇(CH3c H2c H2c H2OH),写出各步反应的化学方程式。18以乙烯为原料合成CH3c H2OOCCH2c H2c o OCH2c H3(无机试剂可自选)，试写合成路线19以1-澳丙烷为初始反应物(无机试剂自选)合成4-甲基2戊快，写出各步反应的化学方程式。20写出合成下列物质各步化学方程式并注明反应类型沪 产(1)由 CH3CCH2C1 合成 CH3chCH3ch3(2)由 CH2WH2合成+O HO-SO3Hso3h入LSO3H+HBrHOO3HSO3H+2 H2O稀酸150$J-OH+2 H2SO4；r-CH2-COOHBrCH-CH-COOH(2)1.加成 2.取代(水解)12.；;ClClC HO一。一OH Na OH醇溶液加热13.CH3CH-CH=CH-CH-CH3ch3ch3 B-C;CH3CHCHO+h2 催化剂3 CH3CHCH2OHch3ch3ch3CD;CH3c HeH20H 浓硫酸$ch3 ch3CH3CVH2+H2O 十(p-CH2Fch314.(1)A.CH2COOCH2CH2OOCCH2C1 B.CH2COOH C.HO-CH2CH2OH!D.CH2CH2OHCl Cl Cl(2)HOCH2COOCH2COOH(3)n HOCH2-COOH 引发剂CH2-Co-ch2-o-bOCH2-(n-+n H2OU9H3 CH3C HOCCOOH D CH2=CCOOHOH 如 CH3CCOOH 浓硫酸 CH2=CCOOH+H2O CH3fl?HB f C CH3CCH3+HC1O CH3CCH3ch3OHCH3CCN+2 H2O+H+CH3CCOOH+NH4+CH3COOCH2c H3E-F：-bCH2-CJir-ch3o16(1)CH3CCH3 CH2CHO(2)CIMgBr CH3c H2c HO 或 CH3c HO,CH3CH2MgBr 17 2CH2=CH2+O2 催化剂 2c H3CHOOH yH2CH3CHO-CH3CHCH2CHO ch3chCH2CHO _4 CH3CH=CHCHO+H2OCH3c H=CHCHO+2H2 催化剂 CH3c H2c H2c H20HCH3CH2CI Na OH 水溶液)CH3c H20H18 CH2=CH2C12CH2c l eH2c l Na c io 3炉24 h?o/h+HOOCCH2CH2COOHCN CN浓 H2s。44 CH3c H2OOCCH2c H2c o OCH2c H319 CH3c H2c H2Br Na H 般造遨A_ CH3CH=CH2+HBrBrCH3CH=CH2+HBr-CH3CHCH3BrCH3CH=CH2+HBr_2H3c hCH2BrBrCMCHCHzBr Na OH 醇溶液与CH3c 三CH+2HBrII2c H3c 三 CH+2Na _ 2c H3c 三CNa+压 tch3 ch320(1)CH34一CH2CL+H2c Na OH 溶液3 CH3(pCH2OH+HC1ch3 ch32(CH3)3CCH2OH+O2 CuA 2(CH3)3CCHO+2H2O2(CH3)3CCHO+O2 催化剂 2(CH3)3CCOOH(CH3)3CCOOH+Na OH(CH3)3CCOONa+H2O(CH3)3CCOONa+Na OH_(CH3)3CH(2)2CH2=CH2+O2 催化剂 2CH3CHOOHICH3CHO+HCN-CH3CHCN?H OHCH3CHCN+2H2O+H+_ CH3CHCOOH+NH4+n CHa CHCOOH 弓I发剂)-fOCHCj-n+n H2O/ch3能力提图：1已知卤代煌与镁可反应生成格氏试剂，如：RX+Mg RMgx,利用格氏试剂与液基化 合物（醛、酮）等的反应可以用来合成醇类。如：C=O+RMgX CROMgX；COMgX+H2O X-OH+Mg(OH)X据以上信息，以苯、漠、乙烯为主要原料，首先合成ch3OH然后由此合成试写出有关的反应的化学方程式2已知：同一碳原子上有两个双键（如C=C=C和C=C=O）的化合物不稳定；2RX 当 RR（X表示卤素原子），水解聚马来酸酎（代号HPMA）普通用于 锅炉用水作阻垢剂，按下图所示步骤可以从不饱和妙A合成HPMAA_B Na 吟 c（C4H6）B-）D）E 水解,CH2CH2CH2CH2分子内脱水,I 加聚反应吵 J （C4H2O3）n水解）HPMA写出下列物质的结构简式：A D 反应属于 反应，反应属于 反应（填反应类型）写出反应的化学方程式3环己烯可以通过丁二烯与乙烯发生环化加成反应得到：CH2=CHCH=CH2+ch2=ch2-）实验证明，下列反应物分了的环外双键比环内双键更容易被氧化：某些鳄类可以通过发生如下反应引入碳碳双键:c 2H50H 浓硫酸 170)CH2=CH2+H2O现仅以丁二烯为有机原料，无机试剂任选，按下列途径合成甲基环己烷:丁二烯工二昌叵斗乌屯卫 C7Hl4。（1）A的结构简式是 B的结构简式是（2）写出下列反应的化学方程式和反应类型：反应类型反应类型4已知有机物在一定条件下能发生脱氢反应：甲3,出CH3CHCOOR 一外，催化剂）CH2=CCOOR,再以丙烯为原料，经下歹（J各步反应，合成一种有机高分子化合物E,请按下图各步反应：ch3ch=ch2玲、CO高%A。2催化 R CH30H浓硫与 C 催斗JD（甲基丙烯酸甲酯）加聚反应 E（高分子化合物）写出各物质的结构简式：A、B、C、D、E、5、以Hd CDCOONa为原料制取Br，其他无机试剂自行选用，试设计出有I机合成路线，并写出有关的化学反应方程式。Br6、已知下列反应可以发生：R&H+R1 80H-RCH0&-R1又知：醇、氨都有似水性，酯可以水解，也可以氨解或醇解。维纶可以由石油产品乙烯为起始 原料进行合成，主要步骤如下：CH2=CH2Qi A+CH3COOH-段+HCHO缩冬维纶CH2CHCH.iro ch2O叵I答下列问题：(1)写出A、C的结构简式：A、C、(2)写出C转化为E的两种途径的化学方程式。C+CH3OH D+E C+NH3-E+F能力提高答案1.(1)+Br2(OBr+HBrBr+Mg-O2CH2=CH2+O2 催化剂_ 2CH3CHOCH3CH+MgBr-CH%OMgCHCH3+H2O-CHCH3+Mg(OH)BrOMgBr OH 2。一QHCH?+O2 催化剂)2 CCH3+2H2OD ohOMgBrCH3+OMgBr-0Jo ch3ch32(1)CH三CH Br CH2CH=CHCH2Br(2)力口成、取代4A CH3CjHCHO CH3D CH2=CCOOCH3CH3BCH3CHCOOH CCH3COOCH3E 4-CH2(t 士ch3CH3(p HCOOCH3 CH35合成路线:+3HBr6(1)A CH3CHO B 十CH2fH-OOCOH3(2)-4-CH2 ch n+n CH30H H+)-FCHlCJ+n CH3COOCH3 oocch3 oho-TCH2 CjHjr-+WNH3-fH2+n CH3NH2oocch3 oh高考聚焦1.（2001年全国）绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成 物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是A.CH2=CH2+ch3-c-0-OH（过氧乙酸）f ch2-ch2+ch3cooh0B.CH2=CH2+Cl2+Ca（OH）2 f CHj-CHs+Ca Cl2+H20C.2CH2=CH2+02 催化剂CH2-CH2产OH-CH2-CH2+HOCH2c H厂 O-CH2c H2OH+2H2。2.（2000年全国）2,4,5三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2,4,5三氯苯氧乙酸。某生产该除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出一种有毒的二恶英，简称TCDD。有关物质的结构式如下:HO、C1Cl C1Cl CHiCOOH2 14,5三颉苯酚就乙酸Cl OCH2c o CHCl C12,4,5三氯萧氢乙酸请写出：（1）生成2,4,5三氯苯氧乙酸反应的化学方程式（2）由2,4,5三氯苯酚生成TCDD反应的化学方程式3.（2002上海）某有机物J（G9H20O4）不溶于水，毒性低，与聚氯乙烯、聚乙烯等树脂具有良好 相容性，是塑料工业主要增塑剂，可以用下列方法合成之：已知:合成路线:上述流程中：(i)反应A-B仅发生中和反应，(ii)F与浓漠水混合不产生白色沉淀.(1)指出反应类型：反应 反应o(2)写出结构简式：Y F o(3)写出B+EJ的化学方程式 o(4)写出E的属于芳香烧衍生物的同分异构体的结构简式：4.(03年全国)(1)Imo l丙酮(CH3CCOOH)在银催化剂作用下加Imo l氢气转变成乳酸，乳酸 的结构简式是。(2)与乳酸具有相同官能团的乳酸的同分异构体A在酸性条件下，加热失水生成B,由A生 成B的化学反应方程式是。(3)B的甲酯可以聚合，聚合物的结构简式是 o5.(03年上海)自20世纪90年代以来，芳焕类大环化合物的研究发展十分迅速，具有不同分子结 构和几何形状的这一类物质在高科技领域有着十分广泛的应用前景。合成芳焕类大环的一种方法是 以苯乙快(CH三CQ)为基本原料，经过反应得到一系列的芳快类大环化合物，其结构为：1 2 3 4.(1)上述系列中第1种物质的分子式为 O(2)已知上述系列第1至第4种物质的分子直径在1100n m之间，分别将它们溶解于有机溶 刑中，形成的分散系为。(3)以苯乙焕为基本原料，经过一定反应而得到最终产物。假设反应过程中原料无损失，理论上消耗苯乙快与所得芳快类大环化合物的质量比为 o _(4)在实验中，制备上述系列化合物的原料苯乙快可用苯乙烯(CH2=CHO)为起始物 质，通过加成、消去反应制得。写出由苯乙烯制取苯乙快的化学方程式(所需的无机试剂自选)6.(03年上海)已知两个竣基之间在浓硫酸作用下脱去一分子水生成酸酎，如：R-COHR-COH 某酯类化合物A是广泛使用的塑料增塑剂。A在酸性条件下能够生成B、C、Do(1)CH3c o OOH称为过氧乙酸，写出它的一种用途 o(2)写出B+E-*CH3COOOH+H2O的化学方程式。(3)写出F可能的结构简式。(4)写出A的结构简式 o(5)1摩尔C分别和足量的金属Na、Na OH反应，消耗Na与Na OH物质的量之比 是。(6)写出D跟氢澳酸(用澳化钠和浓硫酸的混合物)加热反应的化学方程式：7.(05江苏)6埃基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以澳代甲基环己 烷为原料合成6一皴基庚酸。CHjBtCH3Br、也可我 I16 J示为oICHrCOOH演代罩基不己烷 6-度落族放请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案(注明反应条件)提示：合成过程中无机试剂任选,流程图表示方法示例如下：A 反应看.反应条件如有需要,B反应的CLHOC1+CLCHiCOOH答案：l.C 2.(1)CLCl可以利用试卷中出现过的信息，合成反应CHCL HOCl(2)C1ClHO+3.(1)取代酯化O(2)CU U4H9O(3)-OC4Hq+ONaOCHtCOOHCl CLCl O C1以 M+2HC1Cl O C1-CH2=CHCOOH+H2Ocooch35.(1)C24Hl2(2)胶体(3)51：50(4)-CH=CH2+Br 2-*-CHBr-CH2Br-CHBr-CH2Br+2Na OH-A-C=CH+2Na Br+2H2O(分二步完成也给分)6.(1)杀菌消毒0 0(2)CH3-C-OH+H2O2 CH3-C-O-OH+H2OO ohood-hd 涔-(3)HOO3-5 HO-CC HO-C-COOHOHOOD-sHD 加(Look OCH2c o OCH2c H2c H2c H3(4)CH3c o O-COOCH2c H2c H2c H3Kh2c o OCH2c H2c H2c H3(5)4：3(6)CH3c H2c H2c H20H+HBr CH3c H2c H2c H?Br+H2O